可伸缩的激光诱导石墨烯电极用于汗液中乳酸盐的高性能电化学生物传感
Leonardo H Hasimoto1,2,3, Maxwell D Bridges1, Tarcisio M Perfecto2
1Department of Chemistry, Colorado State University, Fort Collins, Colorado 80523, United States.
ACS sensors
|March 12, 2026
概括
研究人员使用激光诱导石墨烯 (LIG) 开发了一种可伸缩的电化学传感器. 这种新型传感器在压力下保持性能,使可穿戴电子设备能够监测汗水中的乳酸酸等生物标志物.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 激光诱导石墨烯 (LIG) 为灵活的电子产品提供导电性和多孔性.
- 机械和接口问题限制了LIG在可拉伸设备中的使用.
- 开发耐应变的基于LIG的传感器对于先进的可穿戴设备至关重要.
研究的目的:
- 为了设计一个可伸缩的电化学传感器,利用激光诱导的石墨烯.
- 为了评估传感器在单轴应变下的电化学稳定性和性能.
- 为了证明传感器在人造汗水中检测乳酸盐的能力.
主要方法:
- 在弹性基板上通过转移工艺制造LIG电极.
- 使用拉曼光谱,XPS,HR-TEM和SEM进行表征.
- 电化学测试包括循环电压测量和在拉伸-放松周期下的稳定性.
- 使用普鲁士蓝和乳酸氧化酶修饰的乳酸盐检测.
主要成果:
- 在20%的单轴应变下,LIG电极保持了结构完整性和导电性.
- 在重复拉伸和折叠过程中观察到稳定的电化学反应和性能.
- 在放松和拉伸状态之间没有检测到阳极峰电流的显著变化 (p > 0.05).
- 乳酸盐传感器显示出线性反应 (5-30 mmol L-1),灵敏度为0.25 μA mM-1.1.
结论:
- 完全可伸缩的基于LIG的电化学传感器是可行的.
- 开发的传感器在应力下保持性能,适用于可穿戴应用.
- 这项技术支持将LIG集成到下一代可穿戴传感平台中.
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